史丽娜 1,2王鹏飞 1,*刘俊标 1,2,**王岩 1[ ... ]韩立 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院电工研究所,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
环境扫描电子显微镜(ESEM)能够在低真空环境模式下对含水、含油以及生物等样品进行高分辨率观测。由于电子束通道与样品室间存在着极大的真空压差,采用真空差分结构会导致出现物镜的工作距离增加、偏转范围缩小、电子束和气体碰撞概率增加等问题,最终影响成像分辨率和效率。针对这些问题,本文从电子光学理论出发,综合考虑了ESEM中物镜结构和真空差分结构,将两者结合在一起进行优化设计,提出了一种具有可变真空结构的物镜设计方法,并搭建了实验平台,开展了物镜磁场测试、真空压差测试和分辨率测试。测试结果表明,在目前实验条件和133 Pa的低真空环境模式下,工作距离为15 mm时,20 μm×20 μm的扫描场对应的成像分辨率优于50 nm。
电子光学 物镜 可变真空结构 压差光阑 节流管 
光学学报
2024, 44(5): 0522002
作者单位
摘要
1 烟台大学 物理与电子信息学院,山东 烟台 264005
2 山东电子职业技术学院 电子与通信工程系,山东 济南 250200
3 高效能服务器和存储技术国家重点实验室,山东 济南 250101
红外舰船目标检测与识别技术是反舰导弹红外成像制导的关键,对于**装备制导性能具有重大意义。针对在复杂环境下红外舰船目标检测的精度和速度问题,提出了改进YOLOX-S的红外舰船目标检测算法。首先引入深度可分离卷积(depthwise separable convolution)代替FPN(feature pyramid network)及YOLOHead残差结构中的传统卷积,降低模型的参数量;其次引入ECANet通道注意力机制,提高网络的注意力,降低舰船目标的虚检率和漏检率;最后使用CIoU损失函数,进一步提高网络的检测准确率。实验表明,改进后算法的检测平均精度(AP)达到98%,检测速度为56帧/s,对比改进前YOLOX-S算法,检测速度与平均精度分别提升6帧/s和3%,且模型更加轻量化。实验结果充分证明本文提出的算法能够有效完成红外舰船目标检测任务。
红外舰船 目标检测 注意力机制 损失函数 infrared ship target detection attention mechanism loss function 
应用光学
2023, 44(5): 1054
作者单位
摘要
华南理工大学机械与汽车工程学院,广东 广州 510640
针对激光粉末床熔融(LPBF)在无保护气氛条件下成形Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)材料的难题,研究了不同工艺参数对LPBF成形SAC305的表面形貌和力学性能的影响。通过工艺参数优化,确定了空气环境下SAC305的LPBF最优工艺参数为激光功率30 W、激光扫描速度700 mm?s-1、扫描间距0.07 mm、铺粉层厚30 μm,成形试样的致密度达到98.7%,同时抗拉强度和伸长率分别为85.29 MPa和15.37%,力学性能优于传统铸造方式成形的样品,抗拉强度提高了108%。此外,导电率达到国际退火铜标准(IACS)的14.4%~14.99%,满足该牌号材料的通用导电率要求。验证了空气环境下LPBF成形SAC305材料的可行性,为实现特殊工况下的零件加工打印提供了参考。
激光技术 激光增材制造 激光粉末床熔融 含氧气氛成形 力学性能 
中国激光
2023, 50(24): 2402303
作者单位
摘要
中国科学院 上海高等研究院,上海 201210
简述了用于分析多胞超导射频腔场平坦度调节的微扰理论,推导了场平坦度的理论计算方法。针对超导腔微小范围内的纵向拉伸/挤压,进行理论计算分析与结构-电磁多物理场模拟计算以求得变形前后腔体场平坦度及其变化趋势,所得结果表明:理论分析结果与仿真计算结果基本一致,进一步深入验证了该微扰理论的有效性。在多胞超导射频腔的加工制造、运行过程中的关键环节,国际上广泛采用的两种方法——包括预调谐过程中的“先单胞后整腔”和运行时腔体调谐过程中“整腔拉伸/挤压”方法,基于分析结果,这两种方法正确性和合理性均在理论上得以验证。在超导射频腔腔型设计的第一阶段——单胞优化设计过程中加入结构-电磁多物理场分析,可使腔型优化设计过程更加高效,结果表明:优化后的单胞(包括端胞和中间胞)的频率敏感度应尽可能接近或相等,以保证在腔变形期间始终保持较好的场平坦度。
超导射频 微扰理论 场平坦度调节 多场耦合仿真 腔型设计 superconducting radio-frequency perturbation theory field flatness tuning multi-field coupling simulation cavity shape design 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 074001
作者单位
摘要
1 苏州大学纺织与服装工程学院,江苏 苏州 215123
2 现代丝绸国家工程实验室(苏州),江苏 苏州 215123
3 南通纺织丝绸产业技术研究院,江苏 南通 226300
随着对可持续、可穿戴、清洁能源需求的增长,摩擦纳米发电机(TENG)引起了人们广泛的关注。基于纺织品的摩擦纳米发电机(T-TENG)具有轻薄柔软、穿着舒适的优点,一直是设计研究的焦点。由于纤维和纱线是纺织品的基本单位,纤维/纱线基TENG可以通过后续加工处理制备成不同结构的织物或集成在其他织物中,充分保留织物结构本身的优势,因此设计和开发具有优异性能的纤维/纱线基TENG被认为是制造T-TENG根本解决方案之一。本文介绍了TENG的基本原理、纤维/纱线基TENG制造技术,并对纤维/纱线基TENG的集成策略进行了综述,最后对制备纤维/纱线基TENG提出了展望并总结了面临的挑战。
摩擦纳米发电机 纤维 纱线 智能纺织品 
激光与光电子学进展
2023, 60(13): 1316011
李志鹏 1王慧 1周德亮 1,3王岩 1[ ... ]吴培亨 1,2
作者单位
摘要
1 南京大学超导电子学研究所,江苏 南京 210023
2 网络通信与安全紫金山实验室,江苏 南京 211111
3 江苏亨通太赫兹技术有限公司,上海 200120
在自行搭建的双焦点太赫兹主动成像系统基础上,建立了与角度相关的拟合函数,并利用最小二乘拟合多项式的方法对拟合系数进行计算,成功将扫描轨迹的几何光学追迹计算过程简化成为二元函数计算。该系统为收发同路式像方旋转镜扫描。由于拟合自变量对太赫兹图像的影响很大,采用两种不同的拟合自变量进行计算,并且通过数值分析和成像结果分析比较两者的优劣。实验结果表明,当以旋转镜法向量的坐标分量作为拟合自变量时,计算扫描轨迹的速度减小至3 s/frame,且太赫兹图像非常准确。该系统实现了在约8 m处,50 cm×100 cm视场内达3 cm空间分辨率的快速精确成像。这为扫描式太赫兹快速成像系统提供了有价值的参考,对实时太赫兹安检、无损检测等领域有着实用意义。
成像系统 太赫兹主动成像 最小二乘拟合多项式法 拟合轨迹 快速成像 
激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1211003
Author Affiliations
Abstract
1 Research Institute of Superconductor Electronics (RISE), School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 Jiangsu Hengtong Terahertz Technology Inc., Shanghai 200120, China
3 Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China
We simulate the measurements of an active bifocal terahertz imaging system to reproduce the ability of the system to detect the internal structure of foams having embedded defects. Angular spectrum theory and geometric optics tracing are used to calculate the incident and received electric fields of the system and the scattered light distribution of the measured object. The finite-element method is also used to calculate the scattering light distribution of the measured object for comparison with the geometric optics model. The simulations are consistent with the measurements at the central axis of the horizontal stripe defects.
defect detection terahertz terahertz imaging 
Chinese Optics Letters
2023, 21(6): 061102
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第五十五研究所,南京210016
针对目标检测对实时性要求越来越高的情况,提出了一种基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)实现的多运动目标检测算法。该方法通过帧差法提取运动目标,然后基于距离阈值对形态学处理后的图像进行目标分割,最后对运动目标标记显示。系统通过CMOS摄像头采集视频,采用FPGA平台外接DDR3高速大容量缓存,实现了视频图像的采集、存储、目标检测和显示。实验结果表明,提出的多目标检测系统能够有效的实时检测出多个运动目标,并且在分辨率为1 024×600的情况下帧率达到38 fps。
现场可编程门阵列 运动目标检测 帧差法 阈值 FPGA moving target detection frame difference method threshold 
光电子技术
2023, 43(1): 74
作者单位
摘要
中国科学院上海高等研究院 上海 201204
上海光源自主研制的被动式超导三次谐波腔已通过束流测试,在正常运行时需要对感应腔压进行精确控制,以实现束团拉伸和提高束流寿命的目标。根据这一特定需求研制了一套数字化低电平控制系统,此系统基于现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)板卡和上下变频板卡,采用I/Q(In-phase/Quadrature)解调技术,设计了慢速步进电机和快速压电陶瓷驱动协同控制算法以及被动超导腔失超探测算法,用于实现腔压幅值稳定度控制及三次谐波腔运行状态监测等功能。在加速器工作在超过120 mA的top-up模式下,三次谐波腔感应腔压幅值的稳定度由开环的±5%提高到闭环的±1%以内,满足设计指标;压电陶瓷驱动电压波动在120 V范围内变化,达到输出电压平滑稳定的效果,束流寿命提高超过一倍。
数字化低电平 三次谐波腔 腔压控制 腔压稳定度 Low level radio frequency Third harmonic cavity Amplitude control Stability 
核技术
2022, 45(12): 120101
作者单位
摘要
吉首大学物理与机电工程学院, 湖南 吉首 416000
采用水热合成法制备合金半导体材料Mo1-XWXS2(X为浓度),并应用扫描式电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱仪(Raman)对其形貌和晶体结构进行表征。实验结果表明,由SEM形貌测试发现,随着掺杂浓度的增加,Mo1-XWXS2片状合金材料表面逐渐粗糙;由XRD晶体结构表征发现,随着掺杂浓度的增加,Mo1-XWXS2的晶格常数逐渐增大;在合金材料的拉曼频移中,随着掺杂浓度的增加,Mo1-XWXS2A1g振动模发生蓝移,而 E2g1振动模发生红移。通过晶格结构和拉曼频移的检测和分析,证实水热合成法可制备不同浓度的Mo1-XWXS2合金半导体材料。本方法可进一步拓展为二硫族化物合金半导体材料的批量制备方法,为合金半导体器件的制作和设计提供依据。
材料 水热合成法 Mo1-XWXS2合金 拉曼频移 晶格结构 
光学学报
2022, 42(4): 0416001

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